3.5. Технологии ультразвуковой ангиохирургии

Направления развития ультразвуковой ангиохирургии. Более 30 лет низкочастотный ультразвук находится в поле зрения специалистов, занимающихся проблемами сосудистой хирургии. Наибольшая активность по разработке и применению ультразвуковых технологий приходится в России на 70—80-е годы. В последнее десятилетие в других странах возрос интерес к использованию низкочастотного ультразвука в сосудистой хирургии (рис. 3.10).

Работы зарубежных авторов в основном посвящены экспериментальным исследованиям и первым клиническим опытам ультразвуковой тромбэктомии в бедренных, подвздошных и коронарных артериях [1, 8, 19]. Известен также зарубежный опыт по разработке метода ультразвуковой эндартерэктомии [2].

Ультразвуковая хирургия сосудов как научное направление получила развитие в России и является приоритетной. В настоящее время технологии ультразвуковой хирургии сосудов развиваются в направлении совершенствования методов дезоблитерации, дилатации, тромбодест-рукции и гидродинамической обработки кровеносных сосудов (схема 3.1).

Современные технологии ультразвуковой ангиохирургии основаны на применении механических колебаний в диапазоне низкочастотного ультразвука и подразделяются на контактные и гидродинамические.

Контактные подразумевают непосредственную взаимосвязь рабочего органа технической системы и биологического объекта, что имеет место при эндартерэктомии и дилатации сосудов. Гидродинамические технологии предполагают наличие промежуточной жидкости, через которую техническая система воздействует на биологический объект. Это происходит в процессе ультразвуковой тромбэктомии и импрегнации лекарственых растворов в сосудистую стенку.

Взаимодействие элемента технической системы и сосудистой стенки проявляется в определенных физических явлениях. Так, эндарте-рэктомия и дилатация сопровождаются механическими процессами расслоения и уплотнения соответственно. В основе гидродинамического метода, связанного с разрушением тромбообразований, лежит процесс диспергирования.

Распределение публикаций по годам

Рис. 3.10. Распределение публикаций по годам.

Схема 3.1. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ХИРУРГИИ СОСУДОВ

Указанные технологии представляют собой совокупность методов и технических средств, предназначенных для внутрипросветной обработки кровеносных сосудов. Главными их достоинствами являются малая травматичность при воздействии на биологические ткани и простота их использования хирургом наряду с высокой эффективностью ультразвуковых методов.

Техническое обеспечение. В середине 80-х годов в России был освоен промышленный выпуск ультразвукового аппарата УРСК-7Н-21, разработанного в МГТУ им. Н.Э.Баумана. Маркировка УРСК-7Н означает принадлежность к семейству ультразвуковых систем хирургического типа, цифра 21 — порядковый номер разработки и принадлежность аппарата для сосудистой хирургии.

Ультразвуковой аппарат состоит из 3 функциональных элементов (рис. 3.11): генератора ультразвуковых колебаний (УЗГ), акустическоГо узла (АУ) и ультразвукового хирургического инструмента.

У льтразвуко-вые аппараты

Рис. 3.11. У льтразвуко-вые аппараты.

Инструменты для ультразвуковой эндартерэктомии

Рис. 3.12. Инструменты для ультразвуковой эндартерэктомии.

УЗГ предназначен для преобразования электрических сигналов низкой частоты (50 Гц) в ультразвуковые (26 000 Гц) и управления ультразвуковой колебательной системой дистанционно с помощью ножной педали. Генератор электрически связан с акустической головкой и имеет обратную связь, обеспечивающую автоматический поиск и настройку системы в режим резонансной частоты.

АУ представляет собой магнито-стрикционную систему, преобразующую электрические колебания в механические.

УЗИ — многополуволновой волновод-концентратор из титановых сплавов, состоящий из согласующего звена и рабочего участка. Ультразвуковой инструмент фиксируют к акустическому узлу, который служит рукояткой для хирурга при манипуляции внутри сосуда. Рабочий участок — это часть инструмента, находящаяся в процессе операции в непосредственном контакте со стенкой сосуда. Длина и форма рабочего участка зависят от функционального назначения инструмента (лопатка, кольцо, эллипс, шар, цилиндр) (рис. 3.12).

Ультразвуковая эндартерэктомия

Рис. 3.13. Ультразвуковая эндартерэктомия.

Ультразвуковая эндартерэктомия. Сущность метода ультразвуковой эндартерэктомии заключается в том, что дезоблитерацию артерии производят с помощью хирургического инструмента, рабочая часть которого осуществляет механические колебания в диапазоне низкочастотного ультразвука и имеет форму лопатки или кольца (рис. 3.13).

Механику эндартерэктомии при поступательном перемещении инструмента, совершающего одновременно ультразвуковые колебания, можно рассматривать как процесс отрыва одного слоя артерии от другого (рис. 3.14).

Расчетная схема ультразвуковой эндартерэктомии

Рис. 3.14. Расчетная схема ультразвуковой эндартерэктомии.

Влияние ультразвука на сопротивление расслаивания сосудистой стенки

Рис. 3.15. Влияние ультразвука на сопротивление расслаивания сосудистой стенки.

Для установившегося ультразвукового иссечения и с учетом того, что закон движения массы инструмента известен:

х = V0t + ASin wt, уравнение движения имеет следующий вид:

где m — приведенная масса концентратора-инструмента, Vo — скорость поступательного перемещения инструмента; х — относительная скорость перемещения инструмента; А — амплитуда ультразвуковых колебаний; Рдв — сила, необходимая для перемещения инструмента; со — круговая частота ультразвуковых колебаний; РН(х) — сопротивление расслаиванию, определяемое прочностью связи между слоями сосудистой стенки; FSgn(x) — сухое трение между инструментом и слоями сосудистой стенки. Наложение на инструмент ультразвуковых колебаний приводит к значительному снижению среднего значения силы Рдв, необходимой для перемещения инструмента при расслоении сосудистой стенки (рис. 3.15).

Появление высокочастотной вибрации способствует тому, что еще до момента приложения хирургом усилия к инструменту совершается основная работа по механическому воздействию на сосудистую стенку. Последующее поступательное движение инструмента сопровождается окончательным отслоением интимы и формированием внутренней поверхности артерии. Выигрыш в движущей силе Рдв связан с проявлением виброударного эффекта при условии, что колебательная скорость инструмента значительно превосходит поступательную (AcoV). Вышеизложенное представление о механизме эндартерэктомии базируется на информации о биомеханике кровеносных сосудов и физическом моделировании процесса расслоения сосудистой стенки. Метод фотоупругости свидетельствует о распределении напряжений, возникающих при воздействии на сосудистую стенку ультразвукового хирургического инструмента.

При силовом воздействии некоторые материалы приобретают оптическую анизотропию, обнаруживаемую при просвечивании поляризованным светом и проявляемую в виде чередующихся темных и светлых полос. Установлено, что независимо от профиля рабочего окончания инструмента слой стенки сосуда, лежащий кнаружи от границы расслоения, имеет более высокий уровень напряжений при движении инструмента, что создает риск перфорации артерии, который возрастает в случае атерокальциноза (рис. 3.16).

Важным моментом при эндартерэктомии является процесс расслоения сосудистой стенки, но не резания. Следовательно, нет необходимости использовать инструменты с острой режущей кромкой по всему периметру кольца или лопатки. Инструмент с притуплённой кромкой значительно снижает риск перфорации сосудистой стенки.

Ультразвук обеспечивает плавное и быстрое продвижение инструмента внутри сосуда с минимальным усилием независимо от стадии патологического процесса. Применение хирургического инструмента специальной конструкции позволяет выполнять дезоблитерацию ок-клюзированных артерий в широких пределах.

Наибольший клинический опыт накоплен при проведении операций в бедренно-подколенном сегменте. Ультразвуковую эндартерэк-томию, как правило, осуществляют по полузакрытому варианту, т.е. на протяжении между артериотомическими отверстиями проксимальнее и дистальнее места окклюзии (рис. 3.17).

Напряженное состояние сосудистой стенки при ее расслоении инструментом с различным профилем рабочей части

Рис. 3.16. Напряженное состояние сосудистой стенки при ее расслоении инструментом с различным профилем рабочей части. а—односторонний клин; б—двусторонний; в — каплевидный.

Ультразвуковая эндартерэк-томия при операции на бедренно-подколенном сегменте

Рис. 3.17. Ультразвуковая эндартерэк-томия при операции на бедренно-подколенном сегменте.

При вмешательстве на бедренной артерии проксимальный разрез обычно выполняют в проекции устья глубокой артерии бедра, дистальный — в нижней трети медиальной поверхности бедра, что позволяет визуально контролировать состояние дистального отрезка интимы и при необходимости его фиксировать. После продольной артериотомии пораженный внутренний слой сосуда с тромбом отслаивают по окружности сосуда с помощью ультразвуковой лопатки. При этом важно точно определить границы разделения между слоями артерии, особенно при неравномер

ном поражении стенки сосуда патологическим процессом. Далее по диаметру удаляемого внутреннего слоя подбирают ультразвуковой инструмент с рабочим окончанием в виде кольца (рис. 3.18). Удерживая пинцетом частично выделенный внутренний слой и используя его как направляющую, с помощью ультразвукового кольца отслаивают окклюзирующий субстрат до уровня противоположного артериото-мического отверстия.

Удаленная измененная интима бедренной артерии

Рис. 3.18. Удаленная измененная интима бедренной артерии.

Процесс ультразвуковой эндартерэктомии при поражении коллатеральных ветвей

Рис. 3.19. Процесс ультразвуковой эндартерэктомии при поражении коллатеральных ветвей. Объяснение в тексте.

Выделенный субстрат удаляют из просвета артерии единым блоком, по внешнему виду которого можно судить о рельефе сформированной внутренней поверхности стенки сосуда.

Патологический процесс, приводящий к окклюзии артерий, поражает не только магистральный ствол, но и отходящие от него коллатеральные ветви, что создает препятствие для свободного перемещения инструмента по руслу магистрального ствола. Во избежание перфорации стенки артерии и фрагментации окклюзирующего субстрата в профиле кольца ультразвукового инструмента наряду с притуплённой частью имеется участок с острой кромкой.

При соприкосновении притуплённого профиля кольца с окклю-зирующим субстратом, уходящим в коллатеральную ветвь, ощущается сопротивление продвижению инструмента (рис. 3.19, а). В этом случае инструмент необходимо отвести назад и повернуть по оси с его последующим поступательным перемещением (рис. 3.19, б). Возвратно-поступательное перемещение инструмента с одновременным поворотом его рабочей части по оси позволяет совместить режущую кромку кольца с устьем коллатеральной ветви (рис. 3.19, в). При этом происходят плавное пересечение окклюзирующего субстрата и дальнейшее продвижение инструмента по руслу магистральной артерии (рис. 3.19, г).

Ангиограммы до (а) и после (б) звуковой эндартерэктомии

Рис. 3.20. Ангиограммы до (а) и после (б) звуковой эндартерэктомии.

Для контроля полноты удаления пораженного внутреннего слоя с тромбом используют внутрисосуди-стый баллонный катетер и ангио-скопию.

Показаниями к ультразвуковой эндартерэктомии мы считаем окклюзии подвздошного и бедренноподколенного артериальных сегментов независимо от протяженности окклюзии; противопоказанием — атерокальциноз с поражением всей толщи сосудистой стенки. В этом случае существует опасность перфорации стенки артерии. Опыт работы с ультразвуковым инструментом позволил расширить показания к применению метода ультразвуковой эндартерэктомии. С помощью ультразвукового сосудистого инструмента можно эффективно выполнять эндартерэктомию на всем протяжении бедренно-подколенной зоны (рис. 3.20).

Важным моментом операции является визуальный контроль за состоянием дистального отрезка интимы после удаления окклюзирующего субстрата.

Легкость продвижения ультразвукового инструмента значительно сокращает время дезоблитерации окклюзированного сегмента артерии по сравнению с обычными приспособлениями для эндартерэктомии.

Возможность восстановления артериального кровотока по анатомическому руслу позволяет отказаться от использования искусственных протезов, что экономически выгодно. При этом сохраняются большая подкожная вена и возможность ее применения для других целей.

Ультразвуковая импрегнация

Рис. 3.21. Ультразвуковая импрегнация.

Ультразвуковая    импрегнация стенки кровеносного сосуда. Ультразвуковую технологию обработки стенки кровеносных сосудов относят к гидродинамическим методам, отличительным признаком которых является осуществление воздействия на биологический объект через промежуточную жидкую среду. В качестве последней можно использовать растворы различных лекарственных веществ (гепарин, антибиотики, антисептики).

Сущность метода заключается во внедрении (импрегнации) в сосудистую оболочку жидких растворов лекарственных веществ с помощью инструмента, рабочая часть которого производит механические колебания в диапазоне низкочастотного ультразвука (рис. 3.21).

Ультразвук в жидкости инициирует целый ряд эффектов, в основе которых лежат гидродинамические механизмы. При этом срабатывает капиллярный механизм селективного внедрения лекарственного вещества в стенку сосуда, имеющий характер ультрафильтрации.

Технику проведения импрегнации можно представить в следующей последовательности: в просвет сосуда через артериотомическое отверстие вводят ультразвуковой инструмент с рабочим окончанием в виде шара соответствующего диаметра.

Ультразвуковая тромбэкто-мия

Рис. 3.22. Ультразвуковая тромбэкто-мия.

Просвет сосуда заполняют раствором выбранного лекарственного препарата.

Одновременно с включением генератора начинают продвигать ультразвуковой инструмент в прямом и обратном направлении в просвете сосуда. Длительность обработки должна быть не менее 1 мин.

Необходимо следить за тем, чтобы во время работы ультразвукового инструмента в просвете сосуда постоянно присутствовал раствор импрегнируемого вещества.

По завершении процедуры ультразвуковой инструмент извлекают из просвета сосуда, генератор выключают.

Используя в качестве промежуточной жидкости раствор гепарина, с помощью ультразвуковой импрегнации можно повысить тром-борезистентность сосудистой стенки, что подтверждено экспериментальными и клиническими исследованиями [Антушев А.Ф.,    1985; Чикотас А.В., 1990]. При оценке препаратов после ультразвуковой гепаринизации не зафиксировано каких-либо изменений в коллагеново-эластическом каркасе стенки артерии, а также в расположении клеточных элементов и слоев. Авторы указали на снижение количества тромбозов при использовании данного метода в сочетании с ультразвуковой эндартерэк-томией.

Ультразвуковая тромбэктомия.

Сущность метода заключается в том, что разрушение тромба (тром-бодеструкция) производится инструментом с рабочим окончанием в виде сферы, колеблющимся в диапазоне низкочастотного ультразвука. Рабочее окончание имеет форму шара или оливы с различной конфигурацией поверхности (рис. 3.22; 3.23).

Рис. 3.23. Гистологическая картина стенки артерии после ультразвуковой импрегнации гепарином. Объяснение в тексте.

Ультразвуковую тромбэктомию относят к гидродинамическим методам ангиохирургии, для которых характерно присутствие жидкости между рабочим окончанием и стенкой кровеносного сосуда. Причем жидкость представляет собой гетерогенную среду, состоящую из раствора лекарственных веществ (РЛВ) и тромботических масс (ТМ).

В гетерогенной среде РЛВ-ТМ возможен целый комплекс физикохимических эффектов, возникающих в звуковом поле. Под действием ультразвука, помимо перемешивания самого раствора лекарственного вещества, происходят взаимодействие раствора с тромботическими массами, диспергирование твердых частиц тромба, их частичное растворение, а также эрозия (удаление) этих частиц с поверхности сосудистой стенки.

В ситуациях, связанных с возникновением острых тромбозов и эмболии, кровоток в магистральных артериях и сосудистых протезах, как правило, восстанавливается с помощью сосудистых баллонных катетеров типа Фогарти. При длительно существующих организованных тромбах в сосудистых протезах из полимерных материалов возможности тромбэктомии с помощью баллонного катетера достаточно ограничены, а в ряде случаев тромб невозможно удалить из-за его организации и плотной фиксации к стенке протеза. Попытки извлечения тромба приводят к его фрагментации, оставлению на стенке протеза фиксированных частиц, что в свою очередь может способствовать повторному тромбозу.

Ультразвуковую тромбэктомию применяют для восстановления проходимости сосудов при острых и хронических тромбозах артерий, а также при тромбозах протезов кровеносных сосудов.

Ультразвуковой инструмент — это волновод с рабочим окончанием в виде оливы с рифленым профилем, грани которого расположены в продольном направлении. Камера имеет вид конусовидного усеченного цилиндра с тремя патруб-ками и эластичной плоской мембраной с отверстием в центре для проведения ультразвукового инструмента. Центральный патрубок расположен по оси камеры в головной ее части; два других — на боковых стенках камеры. Один из них служит для введения жидкости в процессе разрушения тромба, другой — для эвакуации тромботических масс.

Техника выполнения ультразвуковой тромбэктомии из бранш сосудистых протезов заключается в следующем. Окклюзированный протез обнажают и мобилизуют ниже пупартовой связки в области наложения дистального анастомоза с бедренной артерией. Производят ревизию анастомоза и оценивают возможность его реконструкции. Протез пересекают в поперечном направлении. В его начальный отдел на протяжении 10 мм вводят и фиксируют центральный патрубок камеры. Один из патрубков на боковой стенке присоединяют к системе для инфузии жидкости; второй соединен с вакуумным отсосом. Через отверстие в эластической мембране и центральный патрубок в просвет тромбированного сосудистого протеза постепенно вводят ультразвуковой инструмент с одновременным поворотом его по оси. При этом тромб разрушается в присутствии вводимой жидкости и фрагменты его одновременно удаляют через отсос. По завершении ультразвуковой тромбэктомии с помощью баллонного катетера контролируют полноту удаления тромба и оценивают интенсивность центрального кровотока. Опыт свидетельствует о том, что ультразвуковой метод значительно эффективнее обычных методов тромбэктомии при хроническом тромбозе бранш сосудистых протезов.

Ультразвуковая технология эндопротезирования кровеносных сосудов. В настоящее время все более широкое применение находят внутрипросветные методы коррекции кровотока по артериям нижних конечностей. К ним относят методы чрескожного чреспросвет-ного стентирования [Bergeron P. et al., 1995; Henry M. et al., 1995]. Имеются сообщения об эндова-зальном протезировании поверхностной бедренной артерии после ее предварительной реканализации, эндопротезами из политетрафторэтилена [Marin M.L. et al., 1994; Di-ethrich E.B. et al., 1995; Spoelstra H. et al., 1996; Tisi P.V. et al., 1999]. Применение технологий ультразвуковой ангиохирургии открывает перспективу эндопротезирования кровеносных сосудов с помощью минимально инвазивных методов на значительном протяжении сосудистого русла.

Нами предложен новый метод сочетания ультразвуковой эндартерэктомии из поверхностной бедренной артерии с протезированием оригинальным тонкостенным отечественным протезом «Экофлон» из политетрафторэтилена. Фирма «Экофлон» (Санкт-Петербург) специально изготовила тонкостенный протез из политетрафторэтилена, толщина стенки которого 100 мкм.

На первом этапе операции выполняют ультразвуковую эндартер-эктомию по полузакрытому типу на протяжении между двумя артерио-томическими отверстиями; проксимальную артериотомию — в проекции устья глубокой артерии бедра. Дистальное артериотомическое отверстие приходится на уровень над-мыщелкового сегмента подколенной артерии, т.е. ниже уровня окклюзии бедренной артерии. С помощью ультразвукового инструмента ее дезоблитерируют по границе внутренней или наружной эластической мембраны в зависимости от глубины атеросклеротического поражения сосуда. Баллонным катетером типа Фогарти и интраопераци-онной ангиоскопией контролируют состояние просвета дезоблитериро-ванного сегмента артерии. По диаметру артерии подбирают эндопротез из политетрафторэтилена с толщиной стенки 100 мкм.

На стенку протеза наносят продольную метку для определения его положения в просвете артерии после имплантации. Для облегчения проведения эндопротеза и предупреждения перекрута его заполняют жидкостью и постепенно вводят в сосуд с помощью металлического проводника.

Фиксацию проксимального и дистального концов эндопротеза осуществляют по окружности сосуда непрерывными или отдельными швами.

Состояние просвета эндопротеза после имплантации контролируют ангиоскопией.

Артериотомическое отверстие закрывают заплатами из политетрафторэтилена или аутовены.

После пуска кровотока, помимо визуального контроля, выполняют интраоперационную ангиографию и дуплексное сканирование. Мы считаем, что опыт применения ультразвуковой эндартерэктомии в сочетании с эндопротезированием дает основание для внедрения этого метода в сосудистую хирургию.

Рекомендуем к просомтру

www.kievoncology.com благодарны автору и издательству, которые способствует образованию медицинских работников. При нарушении авторских прав, сообщите нам и мы незамедлительно удалим материалы.